一种多晶硅冷氢化生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅冷氢化生产系统，包括液气混合机构、流化床反应机构、硅粉组件、热交换器和二级硅粉过滤组件。本实用新型专利技术对现有冷氢化系统增加热交换器、高温硅粉过滤器、回床硅粉接受罐、硅粉收集罐和放空过热器，提高原料四氯化硅电加热器入口温度，降低电加热器电耗，增加硅粉干燥、回收装置，使得分离洗涤组件可控性强，硅粉可回收再次利用，因氢化冷凝液硅粉大幅度降低可有效的提高下游工序装置的运转周期。工序装置的运转周期。工序装置的运转周期。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅冷氢化生产系统


[0001]本技术涉及多晶硅生产
，具体涉及一种多晶硅冷氢化生产系统。

技术介绍

[0002]在多晶硅生产过程中，反应生成物中会有大量的副产物为四氯化硅，多晶硅和四氯化硅的产出比例约1:15～1:20之间，目前国内就四氯化硅处理基本都是通过冷氢化流化床反应器进行氢化回收利用。
[0003]冷氢化主流工艺是将四氯化硅液体与预热后的氢气进入流化床反应器，通过外供蒸汽加热汽化至170℃左右，并按一定配比进入电加热器，加热到600℃进入氢气与硅粉发生反应，反应生成气其中含有约25％的三氯氢硅、75％的四氯化硅及少量的硅粉固体颗粒，硅粉经旋风分离器分离部分硅粉后气相高温气体(约530℃)依次进入文丘里洗涤器、分离罐(分离罐气相出口温度为260℃)、洗涤塔(洗涤塔出口温度为180℃)、再依次经过循环水冷却器、中间热交换器、终端氟利昂深冷器得到氯硅烷液体，送入下游工序。
[0004]上述中加热能耗较高，主要为电加热器，物料气相淋洗除尘效果较差，冷凝液中硅粉含量较高，低温的气相中的硅粉因物理特性易粘在换热器管束上影响换热效果，原料硅粉损耗较大，物料高温气相中硅粉因随工艺波动可控性差，经淋洗洗涤后的硅粉因含有大量的氯硅烷不能回收利用，需通过渣浆工序中和水解，装置一次投资成本较高。经水解后的废固渣中残留微量的氯硅烷气体污染环境。下游工序因氢化冷凝液中残留的硅粉较多，设备及装置运转周期短。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种多晶硅冷氢化生产系统。r/>[0006]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本技术实施例提供一种多晶硅冷氢化生产系统，包括液气混合机构、流化床反应机构、硅粉组件、热交换器和二级硅粉过滤组件；
[0008]所述液气混合机构与流化床反应机构连接，用于四氯化硅和高压氢气混合加热后送往流化床反应机构；
[0009]所述流化床反应机构用于接收液气混合机构混合的四氯化硅和高压氢气，并由硅粉组件加入硅粉进行反应，生成三氯氢硅；
[0010]所述热交换器设置所述液气混合机构的输出端并与流化床反应机构经热交换热器后连接，用于对液气混合机构输出的物料气体进行加热；
[0011]所述二级硅粉过滤组件与流化床反应机构经热交换热器后的输出端连接，用于进一步处理流化床反应机构排出气相中的细小硅粉。
[0012]本技术优选地，所述液气混合机构包括四氯化硅进料缓冲罐、四氯输送泵、四氯化硅预热器、静态混合器、四氯汽化器、过热器、电加热器和氢气循环组件，所述四氯化硅进料缓冲罐接收上游工序的高纯四氯化硅，所述四氯化硅进料缓冲罐依次串联四氯输送
泵、四氯化硅预热器、静态混合器、四氯汽化器、过热器和电加热器连接，静态混合器用于混合四氯化硅和高压氢气，所述氢气循环组件将系统循环及消耗的氢气经加热后补入静态混合器内。
[0013]本技术优选地，所述流化床反应机构包括硅粉组件、分离洗涤组件和冷凝液处理组件，所述硅粉组件的输出端与分离洗涤组件的输入端连接，所述冷凝液处理组件与分离洗涤组件的输入端连接。
[0014]本技术优选地，所述硅粉组件包括氮气加热器、烘粉炉、硅粉接收罐、硅粉计量罐和回收硅粉过滤器，所述烘粉炉顶端的加料口加入成品冶金硅粉，在烘粉炉夹套内通入1.2MPa的蒸汽对硅粉进行加热，同时用氮气加热器加热后的高温氮气进入烘粉炉底部吹出硅粉中所含水分，对硅粉进行干燥，干燥后的硅粉进入硅粉接受罐内，在所述硅粉接受罐内进行氢气置换后下料至硅粉计量罐，在硅粉计量罐内接受来自催化剂接收罐的铜基催化剂，所述回收硅粉过滤器与烘粉炉连接，用于氮气加热器给烘粉炉内加入氮气时，排出烘粉炉内压力时回收硅粉。
[0015]本技术优选地，所述分离洗涤组件包括流化床反应器、旋风分离器、文丘里洗涤器、分离罐、洗涤塔和紧急排放槽，所述流化床反应器的输入端与硅粉计量罐的输出端连接，所述流化床反应器反应生成三氯氢硅，硅粉经旋风分离器除尘后依次进入文丘里洗涤器、分离罐和洗涤塔处理，洗涤塔洗涤后的气体由冷凝液处理组件液化，生成氯硅烷液体进入紧急排放槽。
[0016]本技术优选地，所述冷凝液处理组件包括循环水冷却器、中间热交换器、终端冷凝器、气液分离罐和冷凝液中间罐，所述循环水冷却器的输入端依次与二级硅粉过滤组件和洗涤塔连接，所述循环水冷却器依次与中间热交换器和终端冷凝器连接，得到氯硅烷液体，输入冷凝液中间罐，所述冷凝液中间罐通过洗涤塔泵将一部分氯硅烷液体送至洗涤塔，另一部分氯硅烷液体通过文丘里泵送至文丘里洗涤器，氢气进入氢气循环组件循环利用。
[0017]本技术优选地，所述氢气循环组件包括循环氢气压缩机、补充氢气压缩机和氢气预热器，所述循环氢气压缩机的两端分别与第一进气罐的输出端和第一排气罐的输入端连接，所述第一进气罐的输出端与中间热交换器的输出端连接，所述补充氢气压缩机的两端分别与第二进气罐的输出端和第二排气罐的输入端连接，所述第一进气罐的输入端与中间热交换器的输出端连接，所述第一排气罐和第二排气罐的输出端与氢气预热器连接，所述氢气预热器的输出端分别与静态混合器和流化床反应器连接。
[0018]本技术优选地，所述二级硅粉过滤组件包括高温硅粉过滤器、高压硅粉接收罐、硅粉收集罐和放空过热器，所述高温硅粉过滤器用于收集流化床反应机构经热交换器后排出的硅粉(含氯硅烷液体)，所述高温硅粉过滤器收集的硅粉(含氯硅烷液体)经高压硅粉接收罐加热挥发硅粉中夹杂的氯硅烷后气体由放空过热器过滤后排出三废冷凝系统再进一步回收气相中的氯硅烷，硅粉收集罐用于收集高压硅粉接收罐过滤的硅粉。
[0019]本技术优选地，所述热交换器的输入端分别与电加热器的输出端和旋风分离器的输出端连接，所述热交换器的输出端电加热器的输入端和高效回收硅粉过滤器的输入端连接，所述高压硅粉接收罐的输出端与流化床反应器的输入端连接。
[0020]与现有技术相比，本技术对现有冷氢化系统增加热交换器、高温硅粉过滤器、
回床硅粉接受罐、硅粉收集罐和放空过热器，提高原料四氯化硅电加热器入口温度，降低电加热器电耗，增加硅粉干燥、回收装置，使得分离洗涤组件可控性强，硅粉可回收再次利用，因氢化冷凝液硅粉大幅度降低可有效的提高下游工序装置的运转周期。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例所述液气混合机构的结构示意图；
[0022]图2为本技术实施例所述流化床反应机构的结构示意图；
[0023]图3为本技术实施例所述二级硅粉过滤组件的结构示意图；
[0024]图4为本技术实施例所述热交换器的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅冷氢化生产系统，其特征在于，包括液气混合机构、流化床反应机构、热交换器和二级硅粉过滤组件；所述液气混合机构与流化床反应机构连接，用于四氯化硅和高压氢气混合加热后送往流化床反应机构；所述流化床反应机构用于接收液气混合机构混合的四氯化硅和高压氢气，并由硅粉组件加入硅粉进行反应，生成三氯氢硅；所述热交换器设置于所述液气混合机构的输出端并与流化床反应机构的输出端经热交换器设备后连接，用于对液气混合机构输出的物料气体进行加热；所述二级硅粉过滤组件与流化床反应机构的输出端经热交换热器后连接，用于进一步处理流化床反应机构经热交换热器后排出气相中的细小硅粉。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅冷氢化生产系统，其特征在于，所述液气混合机构包括四氯化硅进料缓冲罐、四氯化硅预热器、静态混合器、四氯汽化器、过热器、电加热器和氢气循环组件，所述四氯化硅进料缓冲罐接收上游工序的高纯四氯化硅，所述四氯化硅进料缓冲罐依次串联四氯输送泵、四氯化硅预热器、静态混合器、四氯汽化器、过热器和电加热器连接，静态混合器用于混合四氯化硅和高压氢气，所述氢气循环组件将系统循环及消耗的氢气经加热后补入静态混合器内。3.根据权利要求1或2所述的一种多晶硅冷氢化生产系统，其特征在于，所述流化床反应机构包括硅粉组件、分离洗涤组件和冷凝液处理组件，所述硅粉组件的输出端与分离洗涤组件的输入端连接，所述冷凝液处理组件与分离洗涤组件的输入端连接。4.根据权利要求3所述的一种多晶硅冷氢化生产系统，其特征在于，所述硅粉组件包括氮气加热器、烘粉炉、硅粉接收罐、硅粉计量罐和回收硅粉过滤器，所述烘粉炉顶端的加料口加入成品冶金硅粉，在烘粉炉夹套内通入1.2MPa的蒸汽对硅粉进行加热，同时用氮气加热器加热后的高温氮气进入烘粉炉底部吹出硅粉中所含水分，对硅粉进行干燥，干燥后的硅粉进入硅粉接受罐内，在所述硅粉接受罐内进行氢气置换后下料至硅粉计量罐，在硅粉计量罐内接受来自催化剂接收罐的铜基催化剂，所述回收硅粉过滤器与烘粉炉连接，用于氮气加热器给烘粉炉内加入氮气时，排出烘粉炉内压力时回收硅粉。5.根据权利要求4所述的一种多晶硅冷氢化生产系统，其特征在于，所述分离洗涤组件包括流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阿龙，杨更生，
申请(专利权)人：西安西矿环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：